前言:據科學家悲觀估計,地球上的化石能源可供人類使用的時間不足200年,也就是說維持人類工農業生產的能源將在未來200年之內用光。如果沒有可替代的能源,人類將會遭遇工業革命以來最大的能源危機,如何開發出持續穩定的新能源成為了世界各國當下的重點,而我國率先在這方面實現重大突破。
工業革命以來,人類對能源的需求達到了前所未有的狀態。伴隨著工業化的發展,能源成為了工業發展的生命線。工廠生產需要能源,汽車需要能源,生活中的方方面面都需要能源。
核能作為一種清潔能源,可以說是一種取之不盡用之不竭的能源。用核能當做未來的能源最好不過,只不過依人類目前的技術來看,對核能的開發利用還留在表層。如果能夠率先突破對核能的利用,那將會在未來的工業發展中占據主導地位。
據英國媒體近日報道,新一輪“人造太陽”即將從中國升起,成都研究中心開發的,新一代可控核聚變研究裝置“中國環流器二號M”目前研究成功,預計今年投入運行。在全世界競相尋找化石燃料替代品之際,中國竟率先完成了一個用于實驗性核聚變反應堆的建設,這是人類歷史對核能利用的新階段。
因為核聚變過程產生的能量與太陽發光發熱相似,所以在地球上這種可控核聚變的裝置也被稱為“人造太陽”。想要實現核聚變,這個過程其實很難。核聚變就是通過聚合原子產生巨大的能量。舉個很簡單的例子,我們都知道原子彈和氫彈,原子彈爆炸的過程就是核裂變,而氫彈的爆炸過程就是核聚變。核聚變的過程比核裂變要難的很多,如何提供穩定、可控并且欠費更大的能量是核聚變需要克服的首要目標。
“中國環流器二號M”的工作原理就是與微波爐相似,將空間內高溫燃料束縛起來,防止與真空室接觸,從而獲取巨大的能量。這個過程中讓海水中大量存在的氘和氚在高溫高密度條件下,像太陽一樣發生核聚變,從而為人類提供源源不斷的清潔能源。這個號稱人造太陽的裝置能夠實現2億攝氏度運行,它是太陽核心溫度的6倍。
人造太陽和其他能源相比最大的不同就是原材料幾乎是取之不盡的,主要燃料就是海水中的氘氚。一升海水含有0.03克氘,產生的聚變能源相當于300升汽油,海水中共有超過45萬億噸氘氚,樂觀估計可以夠人類使用數億年。
當然,在核聚變的過程中,人造太陽基本不會產生任何有害物資,堪稱清潔能源。如果可以實現大規模的商用,就意味著人類可以通過核聚變產生的熱量推動蒸汽機輪高速運轉,從而產生源源不斷的電力,供未來人類使用。